(57)【要約】  内燃機関の性能に関する種々の要求、特に、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する要求を制御量の目標値に適切に反映させることが可能であり、しかも、それら要求が制御量の要求値という形式で表現されている必要のない内燃機関の制御装置を提供する。  内燃機関の制御装置は、内燃機関の性能に関する種々の要求を取得し、それぞれの要求の内容に応じて制御量の値の制約範囲を設定する。その際、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する特定の要求に関しては、設定した制約範囲を時間的に変化させる。次に制御装置は、要求ごとに設定された各制約範囲間の重なりに基づいて最終制約範囲を決定し、その最終制約範囲の中で制御量の目標値を決定する。
2011104844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御量の目標値に従って内燃機関を制御する制御装置において、
前記内燃機関の性能に関する種々の要求を取得し、それぞれの要求の内容に応じて前記制御量の値の制約範囲を設定する制約範囲設定手段と、
要求ごとに設定された各制約範囲間の重なりに基づいて最終制約範囲を決定する最終制約範囲決定手段と、
前記最終制約範囲の中で前記制御量の目標値を決定する目標値決定手段と、
を備え、
前記制約範囲設定手段は、
前記制御量の瞬間値よりもむしろ前記制御量の時間積分値に関係する特定の要求に関し、設定した制約範囲を時間的に変化させる制約範囲変更手段を含む
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制約範囲変更手段は、制約範囲を規定する制約レベルを時間により変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制約範囲変更手段は、制約レベルを乱数によって決定し、制約レベル毎に予め設定された保持時間の間、決定した制約レベルに制約範囲を保持する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制約範囲変更手段は、制約レベルを乱数によって決定するとともに、決定した制約レベルと前記制御量の出力値の時間積分値とに応じて保持時間を決定し、決定した保持時間の間、決定した制約レベルに制約範囲を保持する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制約範囲変更手段は、制約レベルに応じて設定された評価指数の時間積分値に応じて制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制約範囲変更手段は、前記制御量の出力値の時間積分値に応じて制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制約範囲変更手段は、制約レベル及びその保持時間の各履歴に基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記制約範囲変更手段は、前記制御量の出力値の時間積分値に基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記制約範囲変更手段は、制約レベル及びその保持時間の各履歴と前記制御量の出力値の時間積分値とに基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記制約範囲変更手段は、予め用意されたスケジュールに従って制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記制約範囲変更手段は、前記内燃機関の制御状態に応じて制約レベルのスケジュールを更新し、そのスケジュールに従って制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記制約範囲変更手段は、離散的に設定された複数の制約レベル候補の間で制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２乃至１１の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記制約範囲変更手段は、連続的に設定された制約レベル範囲の中で制約レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項２乃至１１の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記制約範囲変更手段は、前記特定要求の内容から決まる最も厳しい制約範囲を基準にして制約範囲を時間的に緩和させる
ことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御量の目標値に従って内燃機関を制御する制御装置に関し、詳しくは、制御量の目標値を決定するにあたって内燃機関の性能に関する種々の要求を目標値に反映させることのできる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関には、例えばドライバビリティ、排気ガス性能、燃料消費率といった種々の性能が求められている。内燃機関の制御装置にはこれら種々の性能に関する要求が車両全体を制御する制御装置から出されていて、内燃機関の制御装置はそれら要求を満たすべく内燃機関の制御量を制御している。しかしながら、実際には全ての要求を同時に完全に実現することは難しく、各種の要求を内燃機関の制御量に上手く反映させるための工夫が必要とされる。【０００３】
特開２００９−１６２１９９号公報には、そのような工夫の一例が開示されている。この公報に記載された内燃機関の制御装置は、要求の調停という処理によって各種の要求を内燃機関の制御量に反映させている。要求の調停では、まず、各要求が所定の物理量によって表現される。ここで用いられる物理量は内燃機関の制御量として使用される物理量である。例えばトルク、効率、空燃比がそれに含まれる。効率とは内燃機関が潜在的に出力しうるトルクに対する実際に出力されるトルクの割合を意味する。次に、同じ物理量で表現された要求の値が集められ、集められた複数の要求値から所定の計算規則に従って１つの値が決定される。この決定のプロセスが調停と称されている。【０００４】
“要求の調停”は、調停対象となる要求が全て同じ物理量、より正確には、制御量として使用される物理量で表されていることが前提となる。このため、車両の制御装置から内燃機関の制御装置へ出される全ての要求が制御量の要求値という形式で表現されている必要がある。しかしながら、要求の種類や内容によっては必ずしも特定の制御量の要求値という形式をとることが妥当ではないことも考えられる。そのようなケースでは要求を制御量の目標値に適切に反映させることができないおそれがある。【０００５】
また、内燃機関の性能に関する要求の中には、ある制御量の瞬間値ではなく、その時間積分値で表現するのが妥当なものがある。その代表例が、冷間始動時の排気ガス性能に関する要求である。冷間始動時の排気ガス性能は触媒の活性状態によって決まるため、その要求を反映させる制御量としては排気ガス温度、或いはそれに関係する効率を用いることができる。ただし、触媒の活性状態を左右するのは排気ガス温度の時間積分値であり、その時々の排気ガス温度で触媒の活性状態が大きく変わることはない。したがって、冷間始動時の排気ガス性能に関しては、可能であれば、排気ガス温度の時間積分値を制御量の要求値として用いたい。【０００６】
しかしながら、現実の制御において制御装置が調停することができるのは、あくまでも制御量の瞬間値である。制御量の時間積分値が要求として出されたとしても、それを他の要求と調停することはできない。このため、“要求の調停”を行う場合には、時間積分値で表現するのが妥当な内容の要求であったとしても、結局は、制御量の瞬間値の形でしか要求を出すことができない。その結果、優先されるべき要求であるにもかかわらず、瞬間値での比較となる調停では他の要求よりも優先順位が低くなってしまい、最終的な調停値、すなわち、制御量の目標値に全く反映されないおそれがある。逆に、優先度が比較的低い要求であるにもかかわらず、瞬間値での比較となる調停では優先順位が高くなりすぎてしまい、他の優先されるべき要求が制御量の目標値に反映されるのを妨害してしまうおそれもある。【０００７】
内燃機関を適切に制御するためには、制御量の瞬間値に関係する要求だけでなく、制御量の時間積分値に関係する要求についても、制御量の目標値に適宜に反映させる必要がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みなされたものである。そして、その目的は、内燃機関の性能に関する種々の要求、特に、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する要求を制御量の目標値に適切に反映させることが可能であり、しかも、それら要求が制御量の要求値という形式で表現されている必要のない内燃機関の制御装置を提供することである。
【０００９】
そのような目的において、本発明の１つの態様によれば、内燃機関の制御装置は、内燃機関の性能に関する種々の要求を取得し、それぞれの要求の内容に応じて制御量の値の制約範囲を設定する。その際、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する特定の要求に関しては、設定した制約範囲を時間的に変化させる。次に制御装置は、要求ごとに設定された各制約範囲間の重なりに基づいて最終制約範囲を決定し、その最終制約範囲の中で制御量の目標値を決定する。
【００１０】
上述の態様によれば、内燃機関の性能に関する種々の要求は制御量の値の制約範囲という形式に変換され、その制約範囲による制約を介して制御量の目標値に反映される。このため、各要求が予め制御量の要求値という形式で表現されている必要はない。また、前記の特定の要求に関しては、制約範囲は強制的に時間的に変化せしめられるので、時間積分値で考えた場合の要求の優先度に比較して制約範囲が過剰に厳しくなり続けたり、逆に過剰に緩くなり続けたりすることは抑えられる。したがって、制御量の瞬間値に関係する要求のみならず、制御量の時間積分値に関係する要求も含めて、全ての要求を制御量の目標値に適切に反映させることができる。
【００１１】
上述の態様において、前記特定の要求に関して制約範囲を時間的に変化させる方法としては、制約範囲を規定する制約レベルを時間により変化させる方法を採ることができる。その具体的な方法としては、次に掲げる８つの方法が特に好ましい。
【００１２】
好ましい方法１：制約レベルを乱数によって決定し、制約レベル毎に予め設定された保持時間の間、決定した制約レベルに制約範囲を保持する。
【００１３】
好ましい方法２：制約レベルを乱数によって決定するとともに、決定した制約レベルと制御量の出力値の時間積分値とに応じて保持時間を決定し、決定した保持時間の間、決定した制約レベルに制約範囲を保持する。
【００１４】
好ましい方法３：制約レベルに応じて設定された評価指数の時間積分値に応じて制約レベルを変化させる。
【００１５】
好ましい方法４：制御量の出力値の時間積分値に応じて制約レベルを変化させる。
【００１６】
好ましい方法５：制約レベル及びその保持時間の各履歴に基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する。
【００１７】
好ましい方法６：制御量の出力値の時間積分値に基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する。
【００１８】
好ましい方法７：制約レベル及びその保持時間の各履歴と制御量の出力値の時間積分値とに基づいて、次の制約レベル及びその保持時間を決定する。
【００１９】
好ましい方法８：予め用意されたスケジュールに従って制約レベルを変化させる。
【００２０】
好ましい方法９：内燃機関の制御状態に応じて制約レベルのスケジュールを更新し、そのスケジュールに従って制約レベルを変化させる。
【００２１】
以上の９つの方法はあくまでも特に好ましい方法を例示したものあって、その他の方法を本発明の範囲から排除することを意味するものではない。
【００２２】
また、制約レベルを時間により変化させる場合、離散的に設定された複数の制約レベル候補の間で制約レベルを変化させてもよいし、連続的に設定された制約レベル範囲の中で制約レベルを変化させてもよい。
【００２３】
また、制約範囲を時間的に変化させる上で、基準となる制約範囲を設けることもできる。例えば、最も厳しい制約範囲を基準とすることができる。その場合には、制約範囲を緩和方向へ時間的に変化させればよい。逆に、最も緩い制約範囲を基準にして制約範囲を厳しい側へ時間的に変化させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１で採られている制約範囲の決定方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態８で採られている制約範囲の決定方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態９で採られている制約範囲の決定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１及び図２を参照して説明する。
【００２６】
本発明の実施の形態１の制御装置は、自動車用の内燃機関（以下、エンジンという）に適用されるエンジン制御装置である。適用されるエンジンの種別には限定はなく、火花点火式エンジン、圧縮着火式エンジン、４ストロークエンジン、２ストロークエンジン、レシプロエンジン、ロータリーエンジン、単気筒エンジン、多気筒エンジン等、様々な種別のエンジンに適用することができる。本実施の形態のエンジン制御装置は、そのようなエンジンに備えられる１以上のアクチュエータ、例えばスロットル、点火装置或いはインジェクタをエンジン制御量の目標値に従って制御する。
【００２７】
図１は本実施の形態のエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。エンジン制御装置には、車両全体を制御する車両制御装置からエンジンの制御量の要求値が供給される。この要求値は、ドライバビリティ、排気ガス性能、燃料消費率といったエンジンの性能に関する種々の要求のうちの何れか１つがエンジンの制御量で表現されたものである。エンジンの性能に関するその他複数の要求もまた、車両全体を制御する車両制御装置からエンジン制御装置に供給されている。その他複数の要求の中には、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する要求が含まれている。その具体例としては、冷間始動時の排気ガス性能に関する要求が挙げられる。エンジン制御装置は、供給された制御量の要求値を基礎として制御量の目標値を決定する。そして、決定した目標値に従って当該制御量に関係する各種のアクチュエータを操作し、それらの操作を介して当該制御量の出力値を制御する。
【００２８】
制御量の要求値とともにエンジン制御装置に供給されたエンジンの性能に関する種々の要求は、制御量の要求値から目標値を決定する過程において参酌される。それら要求は、図１に示すように、上限値及び下限値で規定される制御量の値の制約範囲という形式に変換され、その制約範囲による制約を介して制御量の目標値に反映される。ここで着目すべきなのは、複数の要求が供給されているにも関わらず、目標値の決定に用いられる制約範囲は１つだけという点である。これは、この１つの制約範囲に全ての要求が反映されていることを意味している。以下、エンジンの性能に関する種々の要求から制御量の値の制約範囲を決定する方法について詳しく説明する。
【００２９】
図２は、本実施の形態で採られている制約範囲の決定方法を説明するための図である。この図２におけるグラフの縦軸は制御量の値であり、横軸は時間である。このグラフ中には、制御量の値の制約範囲Ａ，Ｂの上限を示すラインが描かれている。制約範囲Ａ，Ｂはそれぞれ異なる種類の要求から変換されている。言い換えれば、１つの要求から１つの制約範囲が得られるようになっている。ここでは、制約範囲Ａは要求Ａから変換されたものであり、制約範囲Ｂは要求Ｂから変換されたものであるとする。なお、制約範囲Ａ，Ｂのそれぞれについて下限が存在するが、ここでは図示を省略している。
【００３０】
要求Ａと要求Ｂは、その内容に違いが有る。一方の要求Ｂは、その内容が制御量の瞬間値に関係する要求である。このため、要求Ｂから変換された制約範囲Ｂは、要求Ｂの内容自体が変わらない限り時間によらず一定とされる。つまり、グラフ中に太い破線で示すように、制約範囲Ｂを規定する制約レベル（ここでは上限）は時間によらず一定値に保持される。
【００３１】
もう一方の要求Ａは、その内容が制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する要求である。要求Ａから変換された制約範囲Ａは、グラフ中に太い実線で示すように、時間的に変化せしめられている。より具体的には、制約範囲Ａを規定する制約レベルは、離散的に設定された３つのレベルの間で時間により変化せしめられている。これらの３つの制約レベルのうち、基準となるのは最も厳しいレベル１であり、レベル２、レベル３の順に制約範囲Ａは緩和される。つまり、レベル１，２，３は制約範囲Ａの緩和のレベルを示している。以下、これらのレベル１，２，３を特に緩和レベルと称する。最も厳しい緩和レベル１は、例えば、要求Ａを制御量の瞬間値で表現したときの制約レベルに相当する。
【００３２】
図２のグラフにおいて細い実線で示されるのが制御量の目標値である。制約範囲Ａの上限と制約範囲Ｂの上限のうち、より厳しい方の上限によって再規定される制約範囲が最終制約範囲であり、この最終制約範囲によって制御量の要求値を規制したものが制御量の目標値として設定される。このように、エンジンの性能に関する種々の要求は、厳緩が異なる複数の制約範囲に変換され、それら制約範囲の重なりに基づき決定された最終制約範囲による制約を介して目標値の設定に反映される。このため、各要求が予め制御量の要求値という形式で表現されている必要はない。
【００３３】
さらに、図２のグラフから分かるように、制御量の時間積分値に関係する要求Ａに関しては、制約範囲Ａは固定されることなく時間的に変化せしめられるので、時間積分値で考えた場合の要求Ａの優先度に比較して制約範囲Ａが過剰に厳しくなり続けたり、逆に過剰に緩くなり続けたりすることは抑えられる。このため、制約範囲Ａのみによって制御量の目標値が制約されたり、制約範囲Ｂのみによって制御量の目標値が制約されたりすることはない。つまり、本実施の形態で採られている制約範囲の決定方法によれば、制御量の瞬間値に関係する要求Ｂについても、制御量の時間積分値に関係する要求Ａについても制御量の目標値に適切に反映させることができる。
【００３４】
次に、制約範囲Ａの緩和レベルを時間により変化させる方法について説明する。
【００３５】
本実施の形態では、緩和レベルを乱数によって決定する。詳しくは、１、２或いは３の値をとる乱数を発生させて、現れた数値ｎによって緩和レベルｎを決定する。例えば、乱数を発生させて“２”が現れた場合には、すなわち、ｎ＝２の場合には、緩和レベルｎは緩和レベル２に決定される。
【００３６】
各緩和レベルｎにはそれぞれ緩和時間tqnが設定されている。緩和時間tqnが経過するまでの間、決定した緩和レベルｎに制約範囲Ａは保持される。図２に示す例では、緩和レベル３の緩和時間tq3が最も長く、緩和レベル１の緩和時間tq1が次に長く、緩和レベル２の緩和時間tq2が最も短く設定されている。各緩和時間tq1，tq2，tq3は固定値とされている。次回の緩和レベルｎk+1の決定は、次に到来する変更タイミングまでの間に行われる。今回の緩和レベルｎkへの変更が行われたタイミングをｔk,nとし、次回の緩和レベルｎk+1への変更が行われるタイミングをｔk+1,nとすると、両者の関係は次の式で表される。
【００３７】
【数１】
2011104844.tif 000003
【００３８】
本実施の形態でとった方法によれば、エンジン制御装置の演算負荷を非常に低く抑えながら、制約範囲Ａの緩和レベルを時間により変化させることができる。
【００３９】
なお、図２に示す例では、緩和レベルは３つであるが、より多段に緩和レベルを設定することも可能である。本発明の観点からは緩和レベルは複数あればよいので、緩和レベル１と緩和レベル２のみを設けることも許容される。要求の種類によって緩和レベルの段数を異ならせてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００４１】
本発明の実施の形態２のエンジン制御装置は、実施の形態１と同様、図１に示すブロック図でその構成を示すことができる。本実施の形態と実施の形態１との相違は、制約範囲Ａの緩和レベルを時間により変化させる方法にある。制約範囲Ａは、制御量の瞬間値よりもむしろ制御量の時間積分値に関係する要求から変換された制約範囲である。このことは後述する他の実施の形態においても同様であり、何れの実施の形態についてもその特徴は制約範囲Ａの緩和レベルを時間により変化させる方法にある。
【００４２】
本実施の形態では、実施の形態１と同様、制約範囲Ａの緩和レベルを１、２或いは３の値をとる乱数によって決定する。そして、決定した緩和レベルｎと、制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値とに応じて緩和時間tqを決定する。つまり、本実施の形態では、次の式に示すように、緩和時間tqは制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値と緩和レベルｎとの関数として表される。
【００４３】
【数２】
2011104844.tif 000004
【００４４】
本実施の形態でとった方法によれば、要求Ａが関係する制御量の時間積分値に基づいて制約範囲Ａの緩和状態を決められるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００４５】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００４６】
本実施の形態では、次の式に示すように、緩和レベル毎に設定された評価指数ｃ(t)の時間積分値に応じて緩和レベルｎを変化させる。添字のｋは緩和レベルｎの変更回数を示している。
【００４７】
【数３】
2011104844.tif 000005
【００４８】
評価指数ｃ(t)の設定には特に限定はないが、例えば、緩和レベルが１のときは定数ｃ１、緩和レベルが２のときは定数ｃ２、緩和レベルが３のときは定数ｃ３とすることができる。上記式における関数ｆは、評価指数ｃ(t)の時間積分値が所定の閾値を超える毎に、或いは所定の閾値を下回る毎に、その出力、すなわち、緩和レベルｎの値を１，２，３の間で変化させるような関数である。
【００４９】
本実施の形態でとった方法によれば、制約範囲Ａの過去の緩和状態に基づいてこれからの緩和状態を決められるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００５０】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
【００５１】
本実施の形態では、次の式に示すように、制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値に応じて緩和レベルｎを変化させる。添字のｋは緩和レベルｎの変更回数を示している。
【００５２】
【数４】
2011104844.tif 000006
【００５３】
上記式における関数ｆは、制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値が所定の閾値を超える毎に、或いは所定の閾値を下回る毎に、その出力、すなわち、緩和レベルｎの値を１，２，３の間で変化させるような関数である。
【００５４】
本実施の形態でとった方法によれば、要求Ａが関係する制御量の時間積分値に連動して制約範囲Ａの緩和状態が自動的に決められるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００５５】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。
【００５６】
本実施の形態では、次の式に示すように、次回の緩和レベルｎk+1及び次回の変更タイミングｔk+1,nを、今回及び過去の緩和レベル及び変更タイミングの関数として決定する。下式において、ｔk,n,ｔk-1,n,…,ｔm,nは今回及び過去の変更タイミングであり、ｎk,ｎk-1,…,ｎmは今回及び過去の変更タイミングである。次回の変更タイミングｔk+1,nと今回の変更タイミングｔk,nとの差分が、次回の緩和レベルｎk+1に対応する緩和時間である。
【００５７】
【数５】
2011104844.tif 000007
【００５８】
本実施の形態でとった方法によれば、緩和レベル及び緩和時間の各履歴に基づいて次の緩和レベル及び緩和時間が決定されるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００５９】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について説明する。
【００６０】
本実施の形態では、次の式に示すように、次回の緩和レベルｎk+1及び次回の変更タイミングｔk+1,nを、制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値の関数として決定する。次回の変更タイミングｔk+1,nと今回の変更タイミングｔk,nとの差分が、次回の緩和レベルｎk+1に対応する緩和時間である。
【００６１】
【数６】
2011104844.tif 000008
【００６２】
本実施の形態でとった方法によれば、制御量の過去の変動状態に連動して次の緩和レベル及び緩和時間が決定されるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００６３】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について説明する。
【００６４】
本実施の形態では、次の式に示すように、次回の緩和レベルｎk+1及び次回の変更タイミングｔk+1,nを、今回及び過去の緩和レベル及び変更タイミングと、制御量の出力値ｙ(t)の時間積分値との関数として決定する。次回の変更タイミングｔk+1,nと今回の変更タイミングｔk,nとの差分が、次回の緩和レベルｎk+1に対応する緩和時間である。
【００６５】
【数７】
2011104844.tif 000009
【００６６】
本実施の形態でとった方法によれば、制約範囲Ａの過去の緩和状態と制御量の過去の変動状態とに基づいて次の緩和レベル及び緩和時間が決定されるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００６７】
実施の形態８．
次に、本発明の実施の形態８について図３を参照して説明する。
【００６８】
本実施の形態では、制約範囲Ａの緩和レベルは離散的に設定された複数個の緩和レベルの中から選択されるのではなく、図３に示すように、連続的な分布を有する緩和レベル範囲の中から選択される。緩和レベル範囲は所定の緩和基準レベルよりも緩やかな側に設定された有限の領域である。緩和基準レベルは、要求Ａを制御量の瞬間値で表現したときの最も厳しい制約レベルに相当する。本実施の形態では、実施の形態１と同様、緩和レベルの決定に乱数が用いられる。ただし、本実施の形態で用いられる乱数は０から１までの範囲の一様乱数であり、その範囲内の各値に緩和レベルが当てられている。
【００６９】
また、実施の形態と同様、各緩和レベルにはそれぞれ緩和時間が設定されている。緩和レベルが連続的であるので、緩和時間も連続的な分布となる。緩和時間が経過するまでの間、決定した緩和レベルに制約範囲Ａは保持される。そして、緩和時間が経過したら、今回の緩和レベルから次回の緩和レベルへの変更と、緩和時間の再設定とが行われる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の方法を用いて制約範囲Ａの緩和レベルを時間により変化させている。しかし、本実施の形態のような連続的な緩和レベルを時間により変化させる方法としては、実施の形態２−７の各方法を用いることも可能である。つまり、実施の形態２のように、緩和レベルを乱数によって決定するとともに、決定した緩和レベルと制御量の出力値の時間積分値とに応じて緩和時間を決定し、決定した緩和時間の間、決定した緩和レベルに制約範囲Ａを保持するようにしてもよい。また、実施の形態３のように、評価指数の時間積分値に応じて緩和レベルを変化させてもよい。また、実施の形態４のように、制御量の出力値の時間積分値に応じて緩和レベルを変化させてもよい。さらに、実施の形態５のように、緩和レベル及び緩和時間の各履歴に基づいて、次の緩和レベル及び緩和時間を決定するのでもよい。さらに、実施の形態６のように、制御量の出力値の時間積分値に基づいて、次の緩和レベル及び緩和時間を決定するのでもよい。さらに、実施の形態７のように、緩和レベル及び緩和時間の各履歴と制御量の出力値の時間積分値とに基づいて、次の緩和レベル及び緩和時間を決定するのでもよい。
【００７１】
実施の形態９．
次に、本発明の実施の形態９について図４を参照して説明する。
【００７２】
本実施の形態では、制約範囲Ａの緩和レベルや緩和時間をその都度計算するのではなく、図４に示すように、予め用意されたスケジュールに従って制約範囲Ａの緩和レベルを時間的に連続的に変化させることに特徴がある。具体的には、連続値をとり時間のみに依存するスケジューリング係数Ｐ(t)を予め決めておき、これを所定の緩和基準レベルにかけることによって制約範囲Ａの緩和レベルを決定する。
【００７３】
本実施の形態でとった方法によれば、エンジン制御装置の演算負荷を非常に低く抑えながら、制約範囲Ａを時間的に連続的に変化させることができる。
【００７４】
実施の形態１０．
次に、本発明の実施の形態１０について説明する。
【００７５】
本実施の形態では、実施の形態９と同様、予め用意されたスケジュールに従って制約範囲Ａの緩和レベルを時間的に連続的に変化させる。ただし、スケジュールは固定ではなくエンジンの制御状態に応じて更新される。このため、本実施の形態では、エンジンの制御状態ｘ(t)に依存するスケジューリング係数Ｐ(ｘ(t))が使用される。ここでいう制御状態ｘ(t)とは、制御量の出力値ｙ(t)を含む概念である。このスケジューリング係数Ｐ(ｘ(t))が所定の緩和基準レベルにかけられることによって、制約範囲Ａの緩和レベルが決定される。
【００７６】
本実施の形態でとった方法によれば、エンジンの制御状態に応じて制約範囲Ａの緩和状態が決定されるので、制約範囲Ａの緩和を精密に行うことが可能となる。
【００７７】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施の形態では、要求Ａを制御量の瞬間値で表現したときの最も厳しい制約範囲を基準として、制約範囲Ａを緩和方向へ時間的に変化させている。しかし、それとは逆に、要求Ａの内容から許容される最も緩い制約範囲を基準として、制約範囲Ａを厳しい側へ時間的に変化させてもよい。
【００７８】
また、上述の各実施の形態では、本発明の特徴点について明確にするため、制約範囲に変換される要求を要求Ａと要求Ｂの２つに限定した説明を行っている。しかし、本発明においては、制約範囲に変換される要求の数は２つに限定されない。エンジンの性能に関する３以上の要求を取得し、各要求から変換された３以上の制約範囲の重なりに基づいて最終制約範囲を決定してもよい。また、取得する要求の中には、制御量の時間積分値に関係する要求が複数含まれていてもよい。また、取得する要求の全てが制御量の時間積分値に関係する要求であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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